Skip to main content

Gaining Productivity, Cost Efficiency and Sustainability in the Downstreaming Processing of Bio Products by novel Integration and Intensification strategies

Article Category

Article available in the folowing languages:

Ulepszenie wytwarzania produktów biotechnologicznych dzięki zoptymalizowanym metodom przetwarzania

Procesy dalszego przetwarzania stanowią około 80% łącznych kosztów wytwarzania bioproduktów. W ramach unijnej inicjatywy zidentyfikowano ograniczenia istniejących metod dalszego przetwarzania i wprowadzono nowe rozwiązania w celu ich pokonania.

Gospodarka cyfrowa
Technologie przemysłowe
Badania podstawowe

Kluczowym i kosztownym etapem wytwarzania bioproduktów jest skuteczne odzyskiwanie czystych próbek z biologicznego źródła. W ramach finansowanego przez UE projektu INTENSO zidentyfikowano słabe punkty tych metod przetwórstwa i poszukiwano rozwiązań mających zastosowanie do szerokiej gamy produktów. Naukowcy skoncentrowali się na tych bioproduktach, które stanowią część większości przemysłowych procesów badawczo-rozwojowych, aby zredukować braki w wydajności i koszty. Zaproponowano strategię integracji/intensyfikacji, skoncentrowaną wokół czterech różnych metodologii w odniesieniu do technologii dalszego przetwarzania: dwufazowej ekstrakcji wodnej (ATPE), techniki ekspansji złoża (EBA), konwekcyjnych systemów przepływu (CFS) oraz jednorazowych kaset hybrydowych (HDC). Zespół INTENSO opracował różne szczepy komórek, bioprodukty i procesy wstępne dla ATPE. Udowodniono, że oddziaływanie impulsowych pól elektrycznych na drożdże i szczepy bakterii wytwarzające różne rekombinowane białka ułatwia skuteczne uwalnianie bioproduktów. Partnerzy projektu ocenili technikę EBA drugiej generacji i uznali, że jest ona odpowiednia do podstawowego odzyskiwania produktów. Ta technologia może znaleźć zastosowanie we wczesnym etapie procesu przetwarzania biologicznego. Zbadano wpływ powłok chemicznych wykorzystywanych w procesie EBA, zapewniając lepszą optymalizację procesu poprzez minimalizację interakcji między biomasą a powłoką. Opracowano i sprawdzono metody badań w celu scharakteryzowania powłok chromatograficznych. Naukowcy ocenili skuteczność systemów CFS w zakresie przechwytywania i oczyszczania dużych cząsteczek biologicznych będących potencjalnymi przyszłymi bioproduktami, takich jak plazmidowy DNA, cząstki wirusopodobne i informacyjny RNA (mRNA). Wykazali, że systemy CFS niemal idealnie nadają się do oczyszczania tych cząsteczek – zapewniają odpowiednią moc rozdzielania, pojemność i zdolność odzyskiwania, a także integralność cząsteczek. Chromatografia radialna umożliwia dostosowanie monolitów do skali przemysłowej bez pogarszania prędkości operacyjnej czy skuteczności rozdzielania. Wykorzystując HDC, zespół stworzył opłacalny i jednorazowy system, który umożliwia przyjazne dla środowiska przetwarzanie biologiczne. Opracowano protokoły i odpowiednie materiały, takie jak plazmidowe DNA, informacyjne RNA, rekombinowane białka i przeciwciała monoklonalne do dalszego przetwarzania. Zespół INTENSO znacząco przyczynił się do rozwoju obecnych praktyk dalszego przetwarzania stosowane w przemyśle. Europejskie firmy zajmujące się biotechnologią, które będą rozwijały lub wdrażały tego typu technologie, odniosą największe korzyści.

Słowa kluczowe

Biotechnologia, bioprodukty, dalsze przetwarzanie, INTENSO

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania